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基坑开挖打破了原始地应力平衡，引起下方土体初始地应力改变量即为卸载应力，本研究中称为土体附加应力，假设无隧道存在的情况下，下卧隧道深度位置处土体在附加应力下会发生竖向初始自由位移。
一般基坑的施工过程是先进行工程降水并施作围护墙，然后采用分层开挖、分层施加支撑结构的方式由上而下开挖至坑底，如图 2.4 所示。因此，从宏观上分析，工程降排水、基坑开挖面卸载、围护墙和支护体系可看成是一个系统，基坑施工在下方土体中产生的附加应力和自由位移场是该系统内各因素综合作用的结果。现有的解析理论成果为简化计算仅考虑开挖面的卸载作用，往往忽略了工程降水、围护墙和支撑结构的作用。
图 2.4 基坑施工中的影响因素
一般情况下，上部开挖卸载一起的下卧土体竖向附加应力主要由坑底土体竖向卸载引起，而侧壁面土体的水平卸载和围护结构的水平作用影响相对较小。此外，有工程降水的情况下，降水引起的竖向有效附加应力增量则不容忽视。因此，要全面地分析基坑施工引起的土体自由场位移场，必须从该系统入手进行整体分析。基坑施工引起下卧隧道位置处土体竖向附加应力的原因可以分为以下 5 个因素：
①基坑开挖前的工程降水。
②基坑开挖后，坑底面土体竖向卸载。
③基坑开挖后，侧壁面土体水平卸载。
④基坑侧壁面围护墙的水平支护作用。
⑤基坑侧壁面支撑结构的水平支撑作用。
基坑大都是采用自上而下分层开挖的方式，下面将逐一分析当基坑由上而下分层开挖至第N i 层时，上述 5 个因素所引起的下方地层中任一点的土体三向附加应力。
